Фотоіндукована дезінфекція на TiO2-модифікованих текстильних матеріалах
Застосування дезінфікуючих засобів, таких як галогени, феноли або антибіотики, на текстильних матеріалах викликає ряд проблем, включаючи потенційну токсичність, подразнення шкіри і мутагенезу в клітинах. Тому розробка контрольованої поверхні для ефективної системи дезінфекції стає все більш привабливою для дослідників. Антибактеріальні властивості TiO2 запускаються світлом з певною довжиною хвилі, і генерується ROS фотографія що може мати шкідливий вплив на широке коло організмів, таких як бактерії, гриби, водорості і віруси. TiO2 може вбивати як грамнегативні, так і грампозитивні бактерії під дією світла, але грампозитивні бактерії мають тенденцію проявляти вищу стійкість завдяки своїй здатності утворювати спори.
Точний механізм антимікробної дії активованого світлом TiO2 знаходиться в стадії обговорення. Перша теорія, запропонована Matsunaga вказала, що позитивний h +, що генерується під час світлового збудження, може окисляти кофермент А за допомогою перенесення електрона, що буде переривати дихання клітини і, отже, приводити до загибелі клітини. Пізніші дослідження детально вивчили механізми фото-дезінфекції за допомогою просвічує електронної мікроскопії, скануючої електронної мікроскопії та атомно-силової мікроскопії. Дослідники припустили, що генерується АФК спочатку реагувала з бактеріальної клітинної стінкою, що забезпечує життєво важливу механічну захист для збереження цілісності клітини. Згодом проникність клітинної стінки збільшується після розкладання, що дозволяє АФК проникати далі і атакувати цитоплазматические мембрани. Смертельна руйнування клітинних мембран і перекисне окислення мембранних ліпідів порушують життєво важливі функції, такі як дихання, що призводить до втрати життєздатності клітин і в кінцевому підсумку до загибелі бактеріальних клітин. Крім того, помітна кількість витоку іонів калію (K +) було виявлено одночасно із загибеллю бактеріальних клітин. Відомо, що іони калію відіграють істотну роль в синтезі білка. Видимий в навколишньому середовищі витік K + чітко підтверджує, що клітинна мембрана пошкоджена активним TiO2 в процесі фото-дезінфекції.
Високий окислювальний стрес був викликаний згенерували гідроксильних радикалами, іонами супероксидних радикалів і перекисом водню в бактеріальної клітці. АФК призводять до перекисного окислення поліненасичених ліпідів, які згодом викликають розрив ДНК і порушення морфології мембрани і ланцюга перенесення електронів. Також зазначено, що шкідливий вплив тканин, оброблених TiO2, на ріст бактерій є наслідком не тільки окисного стресу АФК, але також і пригнічення утворення біоплівки на поверхні.